感应耦合无线电能传输技术(ICPT)是是近年来电力电子领域一个比较活跃的研究方向,具有便捷、安全、低维护费用、可靠性高及环境适应性强等优点,近几年来得到越来越广泛的关注。由于传统的紧耦合变压器模型在ICPT系统中不再适用,本文首先从磁通角度出发,基于电磁学定律,得到了松耦合变压器的T等效模型和受控源等效模型,并提出了两种模型的参数测量方法;其次,根据电路最大功率传输定理,提出了定量地衡量松耦合变压器的能量传输能力的方法;最后,基于有限元仿真,提出了线圈和磁芯的优化设计方法。本文提出了一种基于对称T电路与S补偿拓扑的LCC/S高阶补偿拓扑。与经典补偿拓扑相比,该拓扑具有更大的输出调节范围,谐振元件的电路灵敏度也更低,而且系统效率更高。本文采用基波阻抗分析法对LCC/S补偿拓扑的输入阻抗和输出增益等特性进行了分析;其次,提出了实现开关器件ZVS软开关的电路参数调整方法,降低了系统开关损耗,提升了系统效率;最后,分析了逆变器输出的高次谐波对电路的影响,因该补偿拓扑对高次谐波有较强的抑制能力,所以其减轻了无线电能传输过程中的EMI问题。由于经典的状态空间平均法不适用于谐振电路建模,本文采用广义状态空间平均法(GSSA)对ICPT系统进行了小信号建模;同时,通过设置前级Buck变换器来实现对负载侧输出电压的精确调节;最后,设计了PI控制器,实现了系统的闭环控制。最后,本文根据理论计算结果,搭建了一台ICPT样机,在原副边气隙50mm的情况下,实现了400W功率的无线电能传输,整体效率达88.6%。